高频考点-2023届高三物理冲刺卷 07 运动的合成与分解(有解析)

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名称 高频考点-2023届高三物理冲刺卷 07 运动的合成与分解(有解析)
格式 doc
文件大小 1.8MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-06-04 00:00:00

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文档简介

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07 运动的合成与分解
一、单选题
1.如图,虚线为一架飞机飞行中的一段轨迹,P是轨迹上的一点,则飞机经过P点时所受合力的方向,可能正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.如图所示,河水的流速保持不变,为使小船由O点沿虚线匀速航行,船头的指向应为图中的
A.①方向 B.②方向 C.③方向 D.④方向
3.曲线运动是生活中一种常见的运动,下列关于曲线运动的说法中正确的是(  )
A.可能存在加速度为0的曲线运动
B.平抛运动是加速度随时间均匀变化的曲线运动
C.匀速圆周运动一定是加速度变化的曲线运动
D.圆周运动不可以分解为两个相互垂直的直线运动
4.2019年央视春晚加入了非常多的科技元素,在舞台表演中还出现了无人机。现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度及水平方向速度与飞行时间的关系图象如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.无人机在t1时刻处于失重状态
B.无人机在0~t2这段时间内沿直线飞行
C.无人机在t2时刻上升至最高点
D.无人机在t2~t3时间内做匀变速运动
5.小赵同学在研究某物体运动时,正确的画出了下面如图的运动轨迹图像,经判断轨迹为二次函数图像。已知该物体在某方向做匀速直线运动,则下列关于物体可能的运动情况描述(图线),正确的是(  )
A. B.
C. D.
6.如图所示,某同学将两相同羽毛球A、B从同一高处以相同速率v0水平打出。运动过程中羽毛球仅受到重力及恒定的水平风力作用,逆风时,球A落至地面上的P处,顺风时,球B落至地面上的Q处。则(  )
A.A球飞行时间比B球长
B.两球落地时速度大小相同
C.两球飞行过程中合外力的冲量相同
D.两球落地时重力的功率不同
二、多选题
7.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度减小,物体的速度一定减小
B.恒力作用下物体可以做曲线运动
C.物体做圆周运动,所受合力一定指向圆心
D.曲线运动速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化
8.如图所示,小物块套在固定竖直杆上,用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连,开始时物块与定滑轮等高,已知小球的质量是物块质量的两倍,杆与滑轮间的距离为d,重力加速度为g,绳及杆足够长,不计一切摩擦,现将物块由静止释放向下运动至最低点的过程中
A.刚释放时物块的加速度为g
B.物块速度最大时,绳子的拉力等于物块的重力
C.小球重力的功率一直增大
D.物块下降的最大距离为
9.甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头方向与河岸均成α角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点,如果划船速度大小相同,且两船相遇不影响各自的航行,则下列判断正确的是(  )
A.甲船也能到达P点
B.两船渡河时间一定相等
C.两船相遇位置在NP直线上
D.两船不会相遇
10.如图所示,一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮、,一端和质量为的小球连接,另一端与套在光滑固定直杆上质量也为的小物块连接,直杆与两定滑轮在同一竖直面内,与水平面的夹角,直杆上点与两定滑轮均在同一高度,点到定滑轮的距离为,直杆上点到点的距离也为,重力加速度为,直杆足够长,小球运动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从点由静止释放,下列说法正确的是(  )
A.小物块刚释放时,轻绳中的张力大小为
B.小球运动到最低点时,小物块加速度的大小为
C.小物块下滑至点时,小物块与小球的速度大小之比为
D.小物块下滑至点时,小物块的速度大小为
三、解答题
11.一条河流的两侧河岸近似平行,河宽50m,水面平展。河水由西向东的速度约为4m/s,一艘汽艇以5m/s的速度从河岸的一侧向另一侧匀速开行,方向由南向北。求:
(1)汽艇渡河的时间;
(2)汽艇过河后被河水向下冲的距离
12.收割机拨禾轮上面通常装4个到6个压板,如图所示,拨禾轮一边旋转,一边随收割机前进,压板转到下方才发挥作用,一方面把农作物压向切断器,另一方面把切下来的农作物铺放在收割台上,因此要求压板运动到下方时相对于农作物的速率与收割机前进方向相反.已知收割机前进速率为1.2 m/s,拨禾轮直径为1.5 m,转速为22 r/min,则压板运动到最低点挤压农作物的速率为多大?
13.如图所示,一半径为0.1m光滑的圆弧与一平台相连固定在水平地面上。现用一轻绳将小球(视为质点)和木杆相连置于其上,小球位于圆周上的A点,AC长为0.1m。木杆MN有长度伸出平台,其与平台的动摩擦因数μ=0.2且CM足够长。滑轮光滑无摩擦,不计其大小,g=10m/s2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力。
(1)若小球、杆恰好在图示位置静止,求小球与木杆的质量比;(结果可用根号表示)
(2)若小球质量等于木杆质量,并从图示位置由静止开始运动,、,求小球运动到B点的向心加速度。(结果保留一位有效数字)
14.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37°角,如图所示,求:
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标;
(2)质点经过P点时的速度
参考答案:
1.D
【详解】某一时刻对应某一位置,此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向,因此丙为P点的速度方向,而力应指向曲线的内侧,由图可知道,只有丁符合条件.
2.B
【详解】因为水流速度小于静水速度,则合速度与河岸垂直时,渡河航程最短,最短航程等于河的宽度,因水流速度,要使航程最短,则船在静水中速度与河岸有一定的夹角,且偏向上游,由图可以知道B正确,ACD错误.
故选B.
3.C
【详解】A.根据曲线运动的特点可知,曲线运动的物体加速度不为0,故A错误;
B.平抛运动是加速度为重力加速度的匀变速曲线运动,故B错误;
C.匀速圆周运动的加速度方向不断变化,故C正确;
D.圆周运动可以分解为两个相互垂直的简谐运动,故D错误;
故选C。
4.D
【详解】A.依据图象可知,无人机在t1时刻,在竖直方向上匀加速直线运动,而水平方向则是匀减速直线运动,无人机有竖直向上的加速度,处于超重状态,不是失重状态,故A错误;
B.由图象可知,无人机在0~t2这段时间,竖直方向向上匀加速直线运动,而水平方向匀减速直线运动,那么合加速度与合初速度不共线,所以无人机做曲线运动,即无人机沿曲线上升,故B错误;
C.无人机在竖直方向,先向上匀加速直线,后向上匀减速直线运动,因此在t2时刻没有上升至最高点,故C错误;
D.无人机在t2~t3时间内,水平方向做匀速直线运动,而竖直向上方向做匀减速直线运动,因此合运动做匀变速运动,故D正确。
故选D。
5.A
【详解】根据曲线运动的特点:合力指向轨迹的内侧,可知物体的合力向下,加速度向下,沿y轴负方向,为负,根据速度时间图像的斜率等于加速度,可知vy-t图像的斜率一直为负,故物体在y方向可能的运动情况是A图像。
故选A。
6.C
【详解】A.A、B两球竖直方向均做自由落体运动,则
由此可知,两球飞行时间相等,故A错误;
B.A球水平方向做匀减速直线运动,则
B球水平方向做匀加速直线运动,则
两球飞行时间相等,所以落地时两球竖直方向速度相等,但A球水平速度小于B球水平速度,落地速度大小为
所以A球落地时的速度小于B球的落地速度,故B错误;
C.两球合外力的冲量为
由于两球受相同的重力和恒定的风力,所以两球的合外力相同,飞行时间相等,所以两球飞行过程中合外力的冲量相同,故C正确;
D.落地时重力的功率为
由此可知,两球落地时重力的功率相同,故D错误。
故选C。
7.BD
【详解】A.当物体的加速度方向与速度方向相同,物体做加速运动,不论加速度是增大还是减小,故 A 错误;
B.恒力作用下物体可以做曲线运动,如平抛运动,故 B 正确;
C.物体做圆周运动时,可以存在径向的向心力和切向的分力,故合力并不一定指向圆心,故 C 错误;
D.曲线运动速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化,如匀速圆周运动,故 D 正确.
8.AD
【详解】小球刚开始释放时,物块水平方向受力平衡,竖直方向只受重力,根据牛顿第二定律可知其加速度为g,故A正确;物块的合力为零时速度最大,则绳子拉力的竖直向上的分力一定等于物块的重力,所以绳子的拉力一定大于物块的重力,故B错误;刚释放时物块的速度为零,小球重力的功率为零.物块下降到最低点时小球的速度为零,小球重力的功率又为零,所以小球重力的功率先增大后减小,故C错误.物块下降的最大距离为S,物块的质量为m.根据系统机械能守恒定律,有:mgS-2mg(-d)=0,解得:S=4d/3,故D正确;故选AD.
点睛:解决本题的关键要明确系统的机械能守恒,但物块与小球的机械能并不守恒.分析重力功率的变化采用的是特殊位置法.
9.BC
【详解】A、乙船垂直河岸到达正对岸,说明水流方向向右;甲船参与了两个分运动,沿着船头指向的匀速运动,随着水流方向的匀速运动,故不可能到达P点,故A错误;
B、小船过河的速度为船本身的速度垂直河岸方向的分速度,故小船过河的速度vy=vsinα,故小船过河的时间:t1=d/vy=d/vsinα,故甲乙两船到达对岸的时间相同,故B正确;
CD、以流动的水为参考系,相遇点在两个船速度方向射线的交点上;又由于乙船沿着NP方向运动,故相遇点在NP直线上,故C正确,D错误.
故选BC.
10.BCD
【详解】A.小物块刚释放时,小物块将加速下滑,加速度向下,小球处于失重状态,则轻绳对小球的拉力小于球的重力,A错误;
B.当拉物块的绳子与直杆垂直时,小球下降的距离最大,对小物块受力分析,由牛顿第二定律
解得,此时小物块加速度的大小为
B正确;
C.将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向,如图所示
沿绳子方向的分速度等于小球的速度,即
所以小物块在处的速度与小球的速度之比为
C正确;
D.设小物块下滑距离为时的速度大小为,此时小球的速度大小为,对小物块和小球组成的系统根据机械能守恒定律,有
其中
解得,此时小物块的速度大小为
D正确。
故选BCD。
11.(1)10s;(2)40m
【详解】(1)由于汽艇速度方向与水流方向垂直,故渡河时间为
(2)汽艇沿水流方向做匀速直线运动,所以有
12.0.53
【详解】【分析】根据线速度与角速度的关系式分析,结合速度的合成.
解:设压板转到最低点时端点的速度为v1,

由于拨禾轮是在收割机上,而收割机的前进速度为v2,所以拨禾轮上的压板在最低点挤压作物的速率为,方向向后
13.(1);(2)
【详解】(1)设小球质量为m1、木杆质量为m2木杆恰好静止,对木杆分析,根据平衡得
对A小球受力分析,根据平衡条件得
联立解得
(2)小球运动到B点时,小球速度为v1、木杆速度为v2,根据速度的分解可得
由能量守恒得
m1gR(1-cos30°)=m1v12+m2v22+μm2gR()

解得
14.(1)3s,(30m,22.5m)(2) ,α为v与水平方向的夹角.
【详解】设经过时间t,物体到达P点
(1)根据

联解得
t=3s,x=30m,y=22.5m
坐标(30m,22.5m)
(2)根据y方向
v== 5m/s
所以
α=arctan
α为v与水平方向的夹角。
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